塑膠塗層製造工藝
前幾章闡述了浸塗和浸塑在操作上的相似之處。本章將深入探討這兩種塑膠塗裝製造流程的具體步驟。
塑膠塗層預處理工藝
預處理步驟對於確保塑膠塗層正確塗覆到金屬基材上起著至關重要的作用。這些步驟對於這兩個過程都至關重要。與浸塑相比，浸塗的預處理過程更加複雜，因為它涉及將聚合物永久塗覆到用作模具的金屬上。所涉及的步驟概述如下：
第1步：消除表面雜質
雜質會損害聚合物對模具或零件的黏著力。它們會產生脆弱的區域，損害可能會在這些區域引發和傳播。
脫脂：
金屬基材表面存在的油和油脂作為雜質，會降低耐水性，阻礙塑膠塗層的正常附著和沈積。可透過鹼洗、酸洗或熱脫脂製程去除油脂。
剝離：
對於先前塗覆的零件，在塗覆新塗層之前徹底去除舊塗層。
第 2 步：改變基材的屬性
除了清潔表面之外，還可以賦予附加性能以產生所需的性能。這些特性可能有助於浸漬過程本身或產品的最終使用。
磷化：
磷化，也稱為磷酸鹽轉化，是在塑膠塗層之前在基材上塗上一層薄薄的磷酸鹽的過程。當塑膠塗層不可避免地受到損壞時，此磷化層可增強耐腐蝕性。浸塗常用的磷化層包括磷酸鋅、磷酸鐵和磷酸三酯。
噴丸處理：
噴丸過程涉及用球形顆粒衝擊表面，從而形成冷加工表面。這會在基體表面產生殘餘壓應力，以增強其強度並減輕任何現有的殘餘應力。殘餘應力的存在可能會導致後續製程中微裂紋的形成。
噴砂：
噴砂會在基材表面產生微孔，改變基材表面並增加其表面積，以提高底漆、底漆和塑膠塗層的附著力。常見的噴砂製程類型包括噴砂、金屬砂、玻璃珠噴砂、塑膠珠噴砂等。
去脆化：
去脆化是一種熱處理工藝，旨在消除滲透到金屬基體中的氫，因為氫的存在會增加應力下脆性斷裂的敏感性。擴散氫的引入發生在先前的預處理步驟中，例如酸洗和磷酸鹽應用。
第三步：提高塑膠塗層品質
將以下物質塗於基材表面，以提高塗層質量
底漆：
底漆可作為預備塗層，以增加基材和塑膠塗層之間的附著力。它還為塗層基材提供額外的保護。
底漆：
底漆是附加塗層，可為成品零件提供特殊性能，例如抗紫外線和耐刮擦性。底塗層一般不單獨使用，通常與主塑膠塗層結合才能發揮其功能。
對於浸塑工藝，將脫模劑施加或固定在模具表面上以幫助移除模製部件。矽膠和永久性聚四氟乙烯（PTFE）是使用最廣泛的脫模劑。預處理步驟完成後，將模具乾燥以除去水分。殘餘水分會因後續步驟中引入的熱量而導致膨脹。這導致空隙或氣泡的形成。
塑膠塗層製造工藝
第四步：預熱模具
模具在烘箱中以預定溫度和持續時間受到受控加熱，其中加熱溫度作為控制部件塗層厚度的關鍵參數之一。熱量分佈的品質取決於模具設計和烤箱內的氣流管理。確保均勻的模具加熱對於在整個材料中實現一致的塗層厚度至關重要。
步驟5：浸入模具
將加熱的模具部分或完全浸入液體聚合物中（ PVC 塑料溶膠 或 PE 塑膠溶膠）。聚合物黏附在模具表面。模具的外部尺寸是零件的內部空間。停留時間，或模具浸入液態聚合物的時間，也是決定零件最終塗層厚度的參數之一。較長的停留時間會產生較厚的塗層。浸入和從模具中退出的速度也是需要考慮的關鍵參數，這取決於所用液體聚合物的特性。這些比率由製造商在最佳化階段決定。根據經驗，這些速度必須很慢才能控制液體聚合物的流動並獲得光滑的表面。停留時間後太快退出模具會導致表面不規則。然而，如果模具浸入和取出的速度太慢，則所得塗層將太厚。較先進的工廠使用細聚合物粉末的流化床來取代傳統的液體聚合物溶液。這個概念與傳統方法類似。一旦細小的聚合物粉末接觸到模具的加熱表面，它就會熔化並黏附在其上。
步驟 6：排出多餘的聚合物
讓多餘的液體聚合物從模具表面排出。可以執行多個浸漬步驟以獲得所需的更厚的塗層，或者可以使用專門的塗層。
步驟7：固化塗層
塗層在烘箱中固化，促進更徹底的聚合物凝固過程，並完全蒸發多餘的水、溶劑和添加劑。此步驟對於實現聚合物的最終機械性能（例如剛性和柔韌性）至關重要。在熱固性聚合物中，固化步驟導致聚合物鏈完全交聯。
步驟8：冷卻塗層
固化後的塗層透過浸入溫度範圍為 122-1112°F (50-600°C) 的水箱中進行冷卻，或透過強製或自然空氣對流進行冷卻。與其他成型方法相比，冷卻速度不被視為關鍵參數。
第九步：產品脫模
完成的部分從框架中提取。在浸塑操作的情況下，塑膠塗層被手動或機械地從模具上分離，從而將單個部件與其批次分離。這樣就產生了最終的塑膠零件或零件。塑膠或塑膠塗層可以經歷額外的精加工過程，例如刻槽、沖孔、印刷和裝飾。
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